Технологический процесс восстановления вала-фланца кормораздатчика ИСРК-12

9.1 Анализ условий работы и дефектов детали

Износы деталей машин определяются давлением, циклическими нагрузками, режимом смазывания и степенью его стабильности, скоростью перемещения поверхностей трения, температурным режимом работы деталей, степенью агрессивности окружающей среды, качеством обработки и состоянием поверхностей трения и т.д.
Вал фланцевый – передаёт крутящий момент от вала отбора мощности к шнеку кормораздатчика. Передача крутящего момента может идти с рывками, что негативно сказывается на долговечности рабочих поверхностей. Также очень большая величина передаваемого крутящего момента способствует более быстрому появлению дефектов.
Поверхности под втулки и подшипники, а также шпоночный паз вала фланцевого подвержены изнашиванию. Износ поверхностей под втулки подлежащий восстановлению вала фланцевого составляет 0,02-0,04 мм; износ поверхностей под подшипники составляет 0,02-0,04 мм; износ шпоночного паза по ширине составляет 0,05-0,1 мм. Коэффициент восстановления валов фланцевых составляет 0,2—0,9.
Наряду с износом шпоночного паза и перечисленных выше поверхно-стей изнашиваются так же отверстия фланца.
При воздействии всех этих факторов будет проблематично подвергнуть ремонту вал фланцевый, т.е. произвести его восстановление. Поэтому стоит уделить огромное внимание технологии изготовления вала фланцевого кормораздатчика ИРСК-12.
Срок эксплуатации детали и качество изготовления зависит от соблюдения технологии, которая обуславливает механические свойства детали, шероховатость, геометрическую форму и т.д.
Под дефектами понимают определенное состояние соединений и рабо-чих поверхностей деталей и сравнение полученных результатов с данными нормативной документации.

9.1.1 Дефектовочные работы

Основная задача дефектовочных работ не пропустить на сборку детали, ресурс которых исчерпан или меньше планового, и не выбраковывать годные без ремонта детали.
Не выполнение этих требований сопряжено со значительными экономическими издержками для потребителей и ремонтных предприятий.
Работы по дефектации организовываются на специальных участках или на рабочих местах по ремонту узлов и агрегатов.
При дефектации соединений и деталей определяют изменение размеров и форм рабочих поверхностей, нарушение взаимного расположения деталей, физико-механические свойства материала (изменение твердости поверхности, потеря упругих или магнитных свойств, коррозионные и другие разрушения и многое другое).
В процессе дефектации все детали разделяют на 5 групп и маркируют их краской определенного цвета:
- зеленой – годные, параметры которых находятся в пределах допустимых для использования, с деталями бывшими в эксплуатации или новыми;
- желтые – годные, параметры которых находятся в пределах, допустимых для использования только с новыми деталями;
- белой – утратившие работоспособность, которые можно восстановить в условиях данного предприятия;
- синий – утратившие работоспособность, ремонт и восстановление которых возможно только на специализированных предприятиях;
- красной – детали, которые по своему состоянию не могут быть использованы в дальнейшем.
К ремонтным дефектам вала фланцевого кормораздатчика относятся:
- износ поверхностей под втулки (до 84,94 мм и до 64,94 мм).
- износ шпоночного паза по ширине более 20,9 мм.
- износ поверхностей под втулки (до 84,94 мм и до 64,94 мм).
Выбраковочные признаки:
- трещины и сколы.
- обломы.
При дефектации применяются различные методы выявления дефектов.
Осмотр. Это наиболее распространенный метод дефектации. С его по-мощью выявляют наружные повреждения: деформации, трещины, задиры, царапины, обломы, выкрашивания и т.д. Проводится невооруженным глазом и с помощью простых и бимолекулярных линз, микроскопов.
Простукивание. Используется для определения нарушения целостности деталей, основано на изменении шума звучания детали при нанесении по ней легкого удара молотком.
Проверка на ощупь. Проверяют наличие задиров, зазоров, плавность вращения, перемещение детали, свободный ход, эластичность и местный износ.
Измерение размеров. Для определения дефектов, связанных с износом, короблением, нарушением взаимного расположения геометрических осей и поверхностей. Дефектация ведется по наибольшему измеренному значению вала фланцевого наибольшего диаметра.

9.1.2 Физические методы контроля

1) метод магнитной дефектации – используется при дефектации деталей из ферромагнитных деталей, для выявления дефектов в виде нарушений сплошности материала, основан на явлении возникновения магнитного поля рассеивания в зоне расположенного дефекта.
2) капиллярные методы – основаны на способности некоторых жидко-стей с хорошей смачиваемостью проникать в мельчайшие трещины. К этим методам относятся люминесцентная и цветная дефектация, применяемые для выявления поверхностных трещин в деталях изготавливаемых из магнитных материалов.
3) ультразвуковой метод – использует способность ультразвуковых колебаний распространяться в виде направленных пучков и испытывать значительные отражения от границ раздела двух сред. Резко различающихся волновым сопротивлением. Способ применяют при выявлении дефектов расположенных внутри детали.
4) электроиндукционный метод – для токовихревой дефектации. Осно-ван на изменении вихревых токов в зонах нарушения сплошности материала.
Для определения дефектов вала фланцевого кормораздатчика воспользуемся двумя методами определения дефектов: внешний осмотр – для выявления трещин, сколов и метод измерения размеров – с помощью штангенциркуля и микрометра.



9.3 Разработка маршрута восстановления вала фланцевого

Вал фланцевый 003.0024 кормораздатчика ИСРК-12 изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88 и расположен внутри корпуса. Работает в условиях знакопеременной нагрузки и передает значительный крутящий момент. Масса вала фланцевого 34,6 кг.
Для устранения всех возможных дефектов вала фланцевого требуется достаточно обширный комплект технологического оборудования. Однако в силу разной частоты появления отдельных дефектов загрузка установочных единиц технологического оборудования будет неоднородной. Во избежание этого при разработке типовой технологии предусматривают соответствующие маршруты, рассчитанные на устранение определенной группы дефектов.
К разработке маршрутной технологии восстановления детали предъявляется ряд требований. Во первых, сочетание дефектов по каждому дефекту должно соответствовать наиболее устойчивой совокупности их взаимного появления. Во вторых, число маршрутов по каждому виду ремонтируемых объектов должно быть минимальным во избежании чрезмерного усложнения производственного цикла. В третьих, маршруты должны обеспечивать экономическую целесообразность их реализации.
В отношении последнего требования следует добавить, что применение маршрутной технологии тем целесообразней, чем крупнее ремонтное предприятии и чем больше их производственная программа. Полный характер организации производственного процесса в таких условиях выражается в виде создания крупных поточно-механизированных линий по восстановлению наиболее сложных деталей.
Групповая технология базируется на следующих показателях:
- общность геометрических форм детали;
- общность деталей по материалам;
- общность по термообработке;
- наличие в каждой группе одноименных дефектов;
- возможность применения однотипных способов восстановления;
- возможность восстановления на однотипном оборудовании.
В производстве и хозяйствах используется большое количество валов, поэтому ориентируемся на подефектную форму организации технологиче-ского процесса восстановления детали.
Для восстановления валов фланцевых используется совокупность опе-раций, которые могут быть представлены разными технологическими способами, в свою очередь их можно представить в виде двух групп: способы наращивания и способы обработки.
К первой группе относятся способы, при которых на изношенную по-верхность детали наносят покрытия электромагнитной наплавкой. В на-шем случае это нанесение покрытия электромагнитной наплавкой.
Ко второй группе относят технологические способы, которые по сло-жившейся терминологии принято называть обработки. В нашем случае это фрезерование нового шпоночного паза смещённого на угол 90 или 180 .
К третей группе относятся способы, при которых на изношенную по-верхность наносят покрытие. В нашем случае это нанесение покрытия электромагнитной наплавкой.
Рассмотрим технологический процесс восстановления поверхности под втулку:
При износе наружной поверхности до размера менее 90 мм и 65 мм применяем способ восстановления – нанесение покрытия электромагнитной наплавкой, при котором для нанесения покрытия используется теплота, выделяющаяся в контакте деталь - присадочный материал при прохождении электрического тока. Технология восстановления заключается в подготовке детали и покрытия, наплавки его и механической обработке.
Вал располагается на некотором расстоянии от полюсного наконечника электромагнита. Наконечник и вал подключаются к источнику электрического тока. В зазор между обрабатываемой поверхностью и полюсным наконечником из бункера-дозатора подаётся ферропорошок, частицы которого выстраиваются в цепочку вдоль силовой линии магнитного поля и замыкают электрическую цепь между валом и наконечником. Зёрна порошка под действием энергии проходящего по ним тока нагреваются и расплавляются, капли расплава переносятся на обрабатываемую поверхность. Устройство для реализации процесса электромагнитной наплавки могут быть выполнены как по однополюсной, так и по двухполюсной схеме. Двухполюсная схема при прочих равных условиях имеет более высокую стабильность и производи-тельность наплавки, а однополюсная более универсальна. Стабильность ЭМН повышается, если подачу ферропорошка в рабочую зону осуществлять в потоке рабочей жидкости, так как образование в рабочем зазоре цепочек из зёрен порошка происходит хаотично, а поскольку эти цепочки имеют разную электрическую проводимость, то в каждой из них будет проходить различный по величине ток. В цепочке с наибольшей проводимостью происходит мгновенное увеличение тока, и она взрывается. При этом некоторые зёрна ближайших цепочек выбрасываются ударной волной из рабочего зазора, вследствие чего для поддержания требуемой производительности процесса приходится уве-личивать подачу порошка.
Силы трения зёрен об упрочняемую поверхность перемещают вновь поданный ферромагнитный порошок к выходу из рабочего зазора и стремятся выбросить его из рабочей зоны. У выхода из рабочего зазора зёрна порошка удерживаются тангенциальной составляющей силы магнитного поля, величина которого определяется градиентом индукции магнитного поля. В устройстве на входе в рабочий зазор и выходе из него происходит концентрация магнитного потока. Разность площадей рабочего торца полюсных наконечников и поверхности детали обуславливает появление градиента индукции магнитного поля. Поэтому изменением геометрических параметров полюсного наконечника можно регулировать величину магнитных сил и целенаправленно управлять процессом упрочнения.
По сравнению с наплавкой этот способ позволяет повысить производительность труда в 2...3 раза, уменьшить расход наращиваемого металла почти в 4 раза, устранить выгорание легирующих примесей и улучшить условия труда.
В нашем случае оптимальным является применение именно такой тех-нологии восстановления, так как восстановление осуществляется на одном и том же оборудовании.
После нанесения покрытия деталь шлифуют абразивными кругами.
На чертеже выполнены только те виды, которые необходимы для вы-полнения и контроля операций восстановления. Также указаны те размеры и предельные отклонения, которые должны быть выполнены и проверены в процессе восстановления детали.
На формате также размещена таблица дефектов, в которую занесена информация, характеризующая дефекты и способы их устранения.
Также на ремонтном чертеже указываются технические требования, применяемые к детали.